一種基于圖像處理與plc控制的煤與矸石分揀裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)分揀裝置，尤其是能夠快速分撿出塊狀煤與矸石的分揀
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的煤炭洗選過程中，原煤準(zhǔn)備階段總是需要將大塊的煤與矸石分揀開以備后續(xù)的分選作業(yè)?，F(xiàn)階段大多數(shù)的洗煤廠還在使用最原始的人工分揀矸石方式，不僅效率低下、浪費(fèi)人力，而且分撿矸石過程全憑崗位司機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，致使分揀出現(xiàn)誤判或不盡徹底的現(xiàn)象。為了克服以上人工分揀撿矸石的不足，增加選煤廠的自動(dòng)化程度，減輕工人的工作量，需要提供一種用于選煤廠煤與矸石分揀的自動(dòng)化裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供了一種選煤廠煤與矸石自動(dòng)分揀裝置。本實(shí)用新型所述的煤與矸石自動(dòng)分揀裝置由煤與矸石混合物傳送皮帶，排隊(duì)機(jī)裝置，分析裝置，Ml機(jī)械手，M2機(jī)械手，煤接收口，矸石接收口，煤傳送皮帶，矸石傳送皮帶組成。
[0004]所述煤與矸石混合物傳送皮帶用于輸送從入料口傳入的煤與矸石混合物，傳送皮帶的傳送速度保持在0.4?0.6m/s范圍內(nèi)，帶面平整。
[0005]所述排隊(duì)機(jī)裝置安裝在煤與矸石混合物傳送皮帶的上方，用于控制每間隔2S的時(shí)間釋放單塊煤或矸石沿著皮帶傳送方向傳輸，并保證煤或矸石塊在皮帶中央。
[0006]所述分析裝置由密封機(jī)架，佳能照相機(jī)，KVM交換機(jī)，電腦主機(jī)，顯示屏幕以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，其中密封機(jī)架用于限定照相機(jī)拍攝區(qū)域，佳能相機(jī)固定于密封機(jī)架上用于拍攝圖像，在主機(jī)上編寫相應(yīng)的MATLAB代碼實(shí)現(xiàn)煤與矸石灰度提取，進(jìn)而區(qū)分煤與矸石，然后將煤與矸石的分析信號(hào)輸出。
[0007]所述Ml機(jī)械手由左到位檢測(cè)開關(guān)SQl，右到位檢測(cè)開關(guān)SQ2，電動(dòng)機(jī)Ml組成，當(dāng)從分析裝置傳來分析信號(hào)確認(rèn)是煤塊時(shí)，該機(jī)械手工作將煤塊推入皮帶右邊掉落，然后復(fù)位。
[0008]所述M2機(jī)械手由左到位檢測(cè)開關(guān)SQ3，右到位檢測(cè)開關(guān)SQ4，電動(dòng)機(jī)M2組成，當(dāng)從分析裝置傳來分析信號(hào)確認(rèn)是矸石塊時(shí)，該機(jī)械手工作將煤塊推入皮帶左邊掉落，然后復(fù)位。
[0009]所述煤接收口用于接收機(jī)械手推下來的煤塊。
[0010]所述矸石接收口用于接收機(jī)械手推下來的矸石塊。
[0011]所述煤傳送皮帶用于傳送分揀出來煤塊，便于后續(xù)破碎、洗選等操作。
[0012]所述矸石傳送皮帶用于傳送分揀出來的矸石塊。
[0013]本實(shí)用新型達(dá)到的有益效果是。
[0014](I)針對(duì)選煤廠人工分撿矸石存在的種種不足，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的煤與矸石自動(dòng)分揀，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0015](2)本實(shí)用新型運(yùn)用MATLAB分析煤與矸石灰度，并給出分析信號(hào)，可以隨著煤質(zhì)的變化編寫相應(yīng)的代碼以適應(yīng)各種分揀情況，較之工人憑借經(jīng)驗(yàn)分揀矸石與煤塊精確。
[0016](3)本實(shí)用新型結(jié)合了圖像處理、機(jī)械控制與自動(dòng)化等諸多方面的知識(shí)，具有結(jié)構(gòu)簡單而完善，分揀效率高等優(yōu)點(diǎn)，為選煤廠煤與矸石的自動(dòng)化分揀做出貢獻(xiàn)。
[0017](4)煤接收口與矸石接收口下面連接皮帶，便于矸石的輸送以及煤塊的后續(xù)處理。
[0018](5)本實(shí)用新型的推廣運(yùn)用可以為后續(xù)選煤廠洗選提高煤質(zhì)，并為公司增加收益。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型煤與矸石自動(dòng)分揀裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中，1、煤與矸石混合物傳送皮帶;2、排隊(duì)機(jī)裝置;3、分析裝置;4、M1機(jī)械手;5、M2機(jī)械手;6、煤接收口；7、矸石接收口；8、煤傳送皮帶;9、矸石傳送皮帶；10、煤或矸石；11、皮帶傳送方向。
[0021 ]圖2是分析裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖。
[0022]圖中，1、煤或矸石;3-1、佳能照相機(jī);3-2、機(jī)架;3_3、電腦主機(jī);3_4、KVM交換機(jī);3-
5、顯示屏幕;8、煤與矸石混合物傳送皮帶。
[0023]圖3是簡易機(jī)械手的PLC控制電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做出進(jìn)一步說明。
[0025]如圖1所示，所述的煤與矸石分揀裝置總體結(jié)構(gòu)由煤與矸石混合物傳送皮帶I，排隊(duì)機(jī)裝置2，分析裝置3，Ml機(jī)械手4，M2機(jī)械手5，煤接收口 6，矸石接收口 7，煤傳送皮帶8，矸石傳送皮帶9組成。
[0026]煤與矸石混合物傳送皮帶I沿著皮帶傳送方向11輸送由進(jìn)料口進(jìn)入的煤與矸石混合物，速度穩(wěn)定在0.4-0.6m/s范圍內(nèi)，帶面平整，正常工作;排隊(duì)機(jī)裝置2安裝在煤與矸石混合物傳送皮帶I的上方，在煤與矸石混合物傳送皮帶I沿著方向11連續(xù)工作的過程中，控制每間隔2S的時(shí)間釋放單塊煤或矸石沿著煤與矸石傳送皮帶I傳送方向傳輸，并保證煤或矸石塊在皮帶中央;分析裝置3安裝在煤與矸石混合物傳送皮帶I的上方，在煤與矸石混合物傳送皮帶I沿著方向11連續(xù)工作的過程中，對(duì)皮帶中央的物體進(jìn)行分析，確定皮帶上是煤或矸石，并將信號(hào)輸出；Ml機(jī)械手4安裝在在煤與矸石混合物傳送皮帶I的上方，距離皮帶2?4cm，接收從分析裝置3傳來的信號(hào)并執(zhí)行操作將煤塊水平推入皮帶右邊的煤接收口 6;M2機(jī)械手5安裝在在煤與矸石混合物傳送皮帶I的上方，距離皮帶2?4cm，接收從分析裝置傳來的信號(hào)并執(zhí)行操作將矸石水平推入皮帶左邊的矸石接收口 7;在矸石接收口 7的下方有矸石傳送皮帶9，在煤接收口 6的下方有煤傳送皮帶8。
[0027]如圖2所示的分析裝置總體結(jié)構(gòu)由佳能照相機(jī)3-1，密封機(jī)架3-2，電腦主機(jī)3-3，KVM交換機(jī)3-4，顯示屏幕3-5，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3-6組成。
[0028]密封機(jī)架3-2安裝在煤與矸石混合物傳送皮帶8上，其頂部開孔正好能夠裝入佳能照相機(jī)3-1，佳能照相機(jī)3-1拍攝的圖片傳入電腦主機(jī)3-3，通過KVM交換機(jī)3-4將電腦主機(jī)3-3的圖片信息遠(yuǎn)程傳輸并顯示在集控室的顯示屏幕3-5上，電腦主機(jī)3-3預(yù)先利用MATLAB編寫灰度識(shí)別程序，對(duì)傳入的圖片進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別的信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器3-6傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的機(jī)械手。
[0029]如圖3所示的簡易機(jī)械手的PLC控制電路圖。
[0030]輸入端子，控制Ml機(jī)械手與M2機(jī)械手啟動(dòng)的信號(hào)輸入CPU226的10.0端口，控制Ml機(jī)械手與M2機(jī)械手停止工作的信號(hào)輸入10.1端口，Ml機(jī)械手左到位檢測(cè)SQl開關(guān)的信號(hào)輸入10.2端口，M1機(jī)械手右到位檢測(cè)SQ2開關(guān)的信號(hào)輸入10.3端口，M2機(jī)械手左到位檢測(cè)SQ3開關(guān)的信號(hào)輸入10.4端口，M2機(jī)械手左到位檢測(cè)SQ4開關(guān)的信號(hào)輸入10.5端口，分析裝置傳入的信號(hào)接入10.6端口。
[0031 ] 輸出端子，CPU226的Q0.0端口信號(hào)傳入KMl線圈控制Ml機(jī)械手右移，Q0.1端口信號(hào)傳入KM2線圈控制Ml機(jī)械手左移復(fù)位，Q0.3端口信號(hào)傳入KM3線圈控制M2機(jī)械手左移，Q0.4端口信號(hào)傳入KM4線圈控制M2機(jī)械手右移復(fù)位。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于圖像處理與PLC控制的煤與矸石分揀裝置，其特征在于，所述裝置包括煤與矸石混合物傳送皮帶、排隊(duì)機(jī)裝置、分析裝置、Ml機(jī)械手、M2機(jī)械手、煤接收口、矸石接收口、煤傳送皮帶、矸石傳送皮帶； 所述煤與矸石混合物傳送皮帶用于輸送從入料口傳入的煤與矸石混合物； 所述排隊(duì)機(jī)裝置，安裝在煤與矸石混合物傳送皮帶上方，用于控制每間隔2S的時(shí)間釋放單塊煤或矸石沿著皮帶傳送方向傳輸，并保證煤或矸石塊在皮帶中央； 所述分析裝置由密封機(jī)架，佳能照相機(jī)，KVM交換機(jī)，主機(jī)箱，顯示屏幕以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，其中密封機(jī)架用于限定照相機(jī)拍攝區(qū)域，佳能相機(jī)固定于密封機(jī)架上用于拍攝圖像，在主機(jī)上編寫相應(yīng)的MATLAB代碼通過拍攝的圖片實(shí)現(xiàn)煤與矸石灰度提取，進(jìn)而區(qū)分煤與矸石，然后將煤與矸石的分析信號(hào)輸出以控制機(jī)械手運(yùn)作； 所述Ml機(jī)械手由左到位檢測(cè)開關(guān)SQl，右到位檢測(cè)開關(guān)SQ2，電動(dòng)機(jī)Ml組成，當(dāng)從分析裝置傳來分析信號(hào)確認(rèn)是煤塊時(shí)，該機(jī)械手臂工作將煤塊推入皮帶右邊掉落，然后復(fù)位； 所述M2機(jī)械手由左到位檢測(cè)開關(guān)SQ3，右到位檢測(cè)開關(guān)SQ4，電動(dòng)機(jī)M2組成，當(dāng)從分析裝置傳來分析信號(hào)確認(rèn)是矸石塊時(shí)，該機(jī)械手工作將煤塊推入皮帶左邊掉落，然后復(fù)位； 所述煤接收口與矸石接收口用于接收機(jī)械手推下來的煤塊或矸石塊； 所述煤傳送皮帶用于傳送分揀出來煤塊，便于后續(xù)破碎、洗選操作； 所述矸石傳送皮帶用于傳送分揀出來的矸石塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理與PLC控制的煤與矸石分揀裝置，其特征在于，分析裝置由密封機(jī)架，佳能照相機(jī)，KVM交換機(jī)，主機(jī)箱，顯示屏幕以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，密封機(jī)架置于煤與矸石混合物傳送皮帶上方限制相機(jī)拍攝區(qū)域，佳能照相機(jī)置于密封機(jī)架頂部正中間，主機(jī)箱中存儲(chǔ)識(shí)別并判斷煤與矸石灰度的MATLAB代碼，KVM交換機(jī)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端顯示屏幕上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控佳能照相機(jī)，該裝置用于輸出信號(hào)，該信號(hào)判定煤與矸石混合物傳送皮帶上的物體是煤或矸石。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理與PLC控制的煤與矸石分揀裝置，其特征在于，Ml機(jī)械手與M2機(jī)械手對(duì)稱分布于煤與矸石混合物傳送皮帶的兩邊，并高于煤與矸石混合物傳送皮帶2?4cm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理與PLC控制的煤與矸石分揀裝置，其特征在于，煤接收口與矸石接收口對(duì)稱分布于煤與矸石混合物傳送皮帶的左右兩邊，煤接收口下連接煤傳送皮帶，矸石接收口下連接矸石傳送皮帶。
【專利摘要】一種通過圖像處理與PLC控制的煤與矸石自動(dòng)分揀裝置。該裝置包括煤與矸石混合物傳送皮帶1、排隊(duì)機(jī)裝置2、分析裝置3、M1機(jī)械手4、M2機(jī)械手5，煤接收口6、矸石接收口7、煤傳送皮帶8、矸石傳送皮帶9。排隊(duì)機(jī)裝置2控制每間隔2S的時(shí)間釋放單塊煤或矸石沿著皮帶傳送方向傳輸，保證煤或矸石在皮帶中央；分析裝置3通過圖像處理確定傳送皮帶1上的物體類型，并輸出分析信號(hào)，指導(dǎo)機(jī)械手運(yùn)作；M1、M2機(jī)械手接收來自分析裝置3的輸出信號(hào)并執(zhí)行水平方向平推傳送皮帶上的煤與矸石的操作；接收口6與7接收機(jī)械手推出的物料，并將其導(dǎo)入傳送皮帶8、9。本實(shí)用新型利用圖像處理、PLC控制機(jī)械手等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤與矸石的自動(dòng)化分揀，效果明顯，易于調(diào)控。
【IPC分類】G05B19/05
【公開號(hào)】CN205193555
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521006317
【發(fā)明人】曹斌, 周游, 呂正陽, 韓進(jìn), 金沛斌
【申請(qǐng)人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日